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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 서명원
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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타이어는 크게 공기입 타이어와 비공기입 타이어로 분류 되나 공기입 타이어의 성능적 우위(승차감, 소음, 연비)로 인해 공기입 타이어가 주로 사용된다. 하지만 공기입 타이어는 갑작스런 공기의 빠짐으로 인한 안정성에 항상 취약점을 가지고 있다. 차량의 고속 주행시 갑자기 타이어에 펑크가 발생되면 차량 전복 등 큰 사고가 발생할 위험성이 있다.
런플랫 타이어는 공기가 갑자기 빠져도 형상이 무너지지 않아 일정거리 주행이 가능하고 고속 주행시 갑작스런 펑크에도 주행 안정성을 확보하여 안전사고 위험을 줄일수 있다. 또한 차량내 예비 타이어를 없앨수 있어 차체 무게를 감소시켜 연비에도 이득을 볼수있다. 그러나 타이어 내부 양쪽에 사이드 보강 고무 삽입으로 인하여 승차감이 일반 타이어에 비해 나쁘고 회전저항이 커져 타이어 연비와 내구성 측면에서 불리한 점이 있다.
이런 런플랫 타이어의 성능을 개선하기 위해서 사이드 보강 고무에 대한 형상 최적화 연구를 진행하였다. 먼저 런플랫 타이어의 구조, 성능 분석을 통해 사이드 보강 고무의 형상 최적화에 대한 설계 인자와 수준을 도출하였다. 설계인자는 런플랫 사이드 보강 고무의 두께(상, 중, 하)와 폭, 비드 필러 높이로 선정하였다. 도출된 5개의 인자에 대해 5인자 3수준 DOE 직교배열표를 활용하여 실험 버전을 구성하였고 타이어 유한요소 모델링을 통해 사이드 고무 보강재의 변형에너지와 회전저항, 온도 해석을 수행하였다. 유한 요소 해석 결과를 기반으로 유전자 알고리즘을 적용하여 최적 설계안을 도출 하였다. 유전자 알고리즘으로 도출된 최적 설계안을 유한요소 해석을 통해 유전자 알고리즘 성능 예측 결과와 유한요소 해석 결과의 유사 상관성을 확보 하였다.
마지막으로 최적화 기법을 통해 얻어진 최적 설계 버전에 대해 런플랫 타이어 회전 저항과 실차 내구력 단품 평가를 실시하여 해석 결과에 대한 신뢰성을 확보하였다.
런플랫 타이어는 공기가 갑자기 빠져도 형상이 무너지지 않아 일정거리 주행이 가능하고 고속 주행시 갑작스런 펑크에도 주행 안정성을 확보하여 안전사고 위험을 줄일수 있다. 또한 차량내 예비 타이어를 없앨수 있어 차체 무게를 감소시켜 연비에도 이득을 볼수있다. 그러나 타이어 내부 양쪽에 사이드 보강 고무 삽입으로 인하여 승차감이 일반 타이어에 비해 나쁘고 회전저항이 커져 타이어 연비와 내구성 측면에서 불리한 점이 있다.
이런 런플랫 타이어의 성능을 개선하기 위해서 사이드 보강 고무에 대한 형상 최적화 연구를 진행하였다. 먼저 런플랫 타이어의 구조, 성능 분석을 통해 사이드 보강 고무의 형상 최적화에 대한 설계 인자와 수준을 도출하였다. 설계인자는 런플랫 사이드 보강 고무의 두께(상, 중, 하)와 폭, 비드 필러 높이로 선정하였다. 도출된 5개의 인자에 대해 5인자 3수준 DOE 직교배열표를 활용하여 실험 버전을 구성하였고 타이어 유한요소 모델링을 통해 사이드 고무 보강재의 변형에너지와 회전저항, 온도 해석을 수행하였다. 유한 요소 해석 결과를 기반으로 유전자 알고리즘을 적용하여 최적 설계안을 도출 하였다. 유전자 알고리즘으로 도출된 최적 설계안을 유한요소 해석을 통해 유전자 알고리즘 성능 예측 결과와 유한요소 해석 결과의 유사 상관성을 확보 하였다.
마지막으로 최적화 기법을 통해 얻어진 최적 설계 버전에 대해 런플랫 타이어 회전 저항과 실차 내구력 단품 평가를 실시하여 해석 결과에 대한 신뢰성을 확보하였다.
목차
제 1 장 서론 101.1 연구 배경 101.2 연구 목적 131.3 논문의 구성 15제 2 장 관련 기초 이론 162.1 고무 기본 이론 162.1.1 Strain Energy Density 162.1.2 Mooney-Rivlin Model 182.1.3 Yeoh Model 192.1.4 Odgen Model 192.2 정상상태 회전해석 (Steady State Rolling Analysis) 212.3 타이어 유한요소 해석 242.3.1 타이어 유한요소 해석 항목 272.4 최적 설계안 도출 312.4.1 직교배열표 312.4.2 유전자 알고리즘 322.4.3 최적화 설계 프로그램 342.5 단품 평가방법 342.5.1 런플랫 내구성 시험법 352.5.2 타이어 회전저항 시험법 36제 3 장 해석 및 최적 설계안 도출 423.1 설계 인자와 수준 설정 423.2 해석 버전 구성 453.3 FE 해석 모델 구성 483.4 해석 수행 493.4.1 Static Analysis (Strain Energy Density) 493.4.2 Themal Analysis (Rolling Resistance, Maximum Temperature) 503.5 해석 결과 513.6 최적 설계안 도출 553.7 검증 평가 57제 4 장 결론 59참고문헌 60*Abstract 64
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